Langsame Abkühlung und Entgasung der Apollo‑17‑Vulkanische Gläser an der Mondoberfläche

Warum Mondglas wichtig ist

Auf dem Mond enthalten winzige bunte Glasperlen Hinweise darauf, wie unser nächster Nachbar entstanden ist, wie lange er vulkanisch aktiv blieb und sogar, wie er kurzzeitig eine hauchdünne Atmosphäre gehalten haben könnte. Diese Studie konzentriert sich auf das orangefarbene vulkanische Glas, das von Apollo 17 gesammelt wurde, und stellt eine einfache, aber tiefgreifende Frage: Wie lange blieben diese Perlen nach dem Ausbruch heiß und gaben weiterhin Gas ab? Die Antwort verändert unsere Sicht auf lunare Eruptionen und darauf, wie Wasser und andere Gase auf dem luftleeren Mond zirkulieren.

Feuersäulen auf einer luftleeren Welt

Im Gegensatz zu den ausgedehnten Lavaseen, die die dunklen lunaren „Maria“ bilden, verhielten sich einige Monderuptionen eher wie riesige Feuersäulen und schleuderten Sprühwolken aus geschmolzenen Tropfen in den Weltraum. Beim Abkühlen verwandelten sich diese Tropfen in Glasperlen mit lebhaften Farben, die ihre chemische Zusammensetzung und die Tiefen, aus denen sie aufstiegen, widerspiegeln. Da sie aus tiefen, primitiven Teilen des lunaren Mantels stammen und reich an leicht verdampfbaren Elementen sind, gehören diese Perlen zu den besten natürlichen Aufzeichnern des Mondinneren und seiner verborgenen Vorräte an Wasser und anderen Gasen.

Winzige Zeitkapseln eingeschlossener Gase

Die Apollo‑17‑Probe mit der Bezeichnung 74220 ist besonders wertvoll, weil sie drei verwandte Materialtypen enthält: Glasperlen, die vollständig dem Weltraum ausgesetzt sind, enge Schmelz‑Einschlüsse, die vollständig in Kristallen eingeschlossen sind, und teilweise offene „Schmelznischen“, die das Innen‑Schmelzgebiet mit der Außenseite verbinden. Die vollständig eingeschlossenen Taschen bewahren die ursprüngliche Menge an Wasser, Fluor, Chlor und Schwefel vor dem Ausbruch. Die teilweise offenen Taschen und die exponierten Perlen zeigen zunehmend stärkeren Verlust dieser Gase. Durch den Vergleich aller drei rekonstruierten die Autoren, wie viel Gas entwichen ist und wann. Sie stellen fest, dass Wasser und Chlor in vielen Perlen um mehr als 90 Prozent reduziert wurden, weit stärker als Schwefel, der langsamer diffundiert.

Zu viel Entgasung für einen kurzen Flug

Frühere Arbeiten gingen davon aus, dass der Großteil des Gasverlusts während des „Freiflugs“ der Tropfen nach dem Herausschleudern aus dem Schlot auftrat – höchstens einige Minuten, bevor sie niedergingen. Die Autoren testeten diese Vorstellung mithilfe detaillierter Modelle, wie Gase durch heißes Glas diffundieren und beim Abkühlen an dessen Oberfläche entweichen. Sie modellierten auch die lange, rund 300‑Mikrometer‑große Schmelznische, die sich durch einen Kristall zieht und ein Protokoll dafür bewahren sollte, wie schnell Gase entlang ihr bewegten. In beiden Fällen verlangte das Abgleichen des starken Verlusts von Wasser, Fluor, Chlor und Schwefel Abkühlung und Diffusion über viele Tausend Sekunden – weit länger als jeder realistische Flugpfad zulässt. Selbst großzügige Annahmen über schnellere Diffusion konnten die benötigten Zeiten nicht auf wenige Minuten reduzieren.

Langsames Ausbacken unter Mondstaub

Um diese Diskrepanz zu lösen, betrachteten die Autoren, was nach dem Aufprall der Perlen geschieht. Der Mondboden ist extrem locker und ein schlechter Wärmeleiter, sodass eine dicke Decke aus heißem Glas vermischt mit Staub wie Isolierung wirken kann. Thermische Modelle zeigen, dass orangefarbenes Glas, das nur etwa 30 Zentimeter unter der Oberfläche vergraben ist, über Jahre in der Nähe seiner „Glasübergangs“-Temperatur verbleiben könnte – warm genug, damit Atome sich langsam bewegen. Wenn die Autoren eine dritte Phase verlängerten, warme Begrabung in ihre Modelle einfügten und Perlen sowie Nischen für etwa drei Jahre oder länger nahe dieser Übergangstemperatur verweilen ließen, stimmten die vorhergesagten Gasverluste endlich mit den Messungen überein. Nach dieser Sichtweise findet die meiste Entgasung nicht während des Flugs, sondern während eines langen, langsamen Ausbackens unter der Oberfläche statt.

Ein langlebiges lunares Ausatmen

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass das orangefarbene Glasvorkommen von Apollo 17 nach dem Ende der Feuersäulen‑Eruption noch Jahre lang heiß blieb und weiterhin Gase wie Wasser, Schwefel und Halogene abgab. Früher vergrabene Perlen kühlten vermutlich noch langsamer ab, veränderten ihre Texturen stärker und provozierten zusätzlichen Gasverlust sowie späteres „Einginieren“ aus darüber liegenden Schichten. Das bedeutet, dass lunare pyroklastische Ablagerungen keine kurzlebigen, einmaligen Gasquellen sind, sondern langanhaltende Emittenten, die helfen könnten, eine dünne, lokale Atmosphäre zu erhalten und flüchtiges Material zu den dauerhaft beschatteten Kältefallen des Mondes zu transportieren. Kurz gesagt: Die feurigen Fontänen des Mondes mögen in ein langgezogenes Ausatmen übergegangen sein, das die Oberflächenchemie noch lange nach dem Erlöschen der letzten Funken leise geprägt hat.

Zitation: Ni, P., Zhan, Y. Prolonged cooling and degassing of Apollo 17 volcanic glasses on the lunar surface. Nat Commun 17, 2291 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69087-8

Schlüsselwörter: mondvulkanismus, pyroklastische Glasperlen, flüchtigkeitsentgasung, Apollo 17, mondatmosphäre